现场总线郭琼习题答案
FF现场总线习题答案
1.FF总线的低速总线与高速总线的通信速率分别为多少？答:FF总线的低速总线H1的通信速率为31.25Kb/s,高速总线HSE的通信速率为10M、100Mb/s。
2.本质安全的定义？答:本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。
具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。
3.FF适合哪种应用场合？答:基金会现场总线FF是为适用自动化系统，特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的，适合在流程工业的生产现场工作，能适应本质安全防爆的要求，还可通过通信总线为现场设备提供工作电源。
4.画出H1协议数据构成与层次关系的简单示意图答：H15.FF存在哪几种通信关系？分别针对哪种应用？6.H1总线的终端器的组成？答:终端器，又称终端电阻，设置在网段的两端，用以消除高频信号在电缆末端可能产生的回声。
终端器由一个100欧的电阻和一个1μF的电容串联组成。
终端器不应该集成在主机或现场仪表中。
终端器可作为独立的设备，也可以和其他辅助设备合成在一体。
如主机一侧的终端器可集成在配电系统中；现场一侧的终端器可集成在接线盒中。
7.描述H1总线的供电方式，画出其线路电压波形图。
答：H1为现场设备提供两种供电方式，总线供电与非总线单独供电。
总线供电设备直接从总线上获取工作能源；非总线单独供电方式的现场设备，其工作电源直接来自外部电源，而不是取自总线。
在总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要支持由总线为现场设备供电。
按31.25Kb/s的技术规范，携带协议信息的数字信号以31.25KHz的频率，峰峰电压为0.75V至1V的幅值加载到9至32V的直流供电电压上，其电压曲线如图所示：8.H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是多少？分支长度上限为多少？拓扑结构有哪几种？答：H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是1900m。
PLC应用技术第2版习题答案作者郭琼第九章
第9章S7-200 PLC的基础及应用一、S7-200 PLC的硬件1．基本单元S7-200系列包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP和CPU226共5种型号的基本单元。
图1 CPU224 DC/DC/DC外形图2．扩展单元1）数字量I/O扩展单元S7-200系列PLC提供了多种数字量I/O扩展单元，包括EM221、EM222、EM223扩展单元。
可提供8点、16点或32点数字量I/O点，来满足不同的控制需要。
除CPU221外，其他CPU模块均可以配接多个扩展模块，连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。
具体数字量输入/输出模块如表1所示。
表1 数字量扩展模块2）模拟量扩展单元S7-200PLC有3种模拟量扩展模块，如表2所示，转换位数都为12位。
表2 模拟量扩展模块3）热电偶/热电阻模块EM231热电偶/热电阻模块是最常用的模块，具有冷端补偿电路。
EM231热电偶输出的电压范围为±80mV，模块输出15位加符号位的二进制数。
EM231热电偶可以用于J、K、E、N、S、T和R型热电偶，用模块下方的DIP开关来选择热电偶的类型。
EM231热电阻的接线方式有2线、3线和4线3种，4线方式的精度最高，2线方式受接线误差的影响精度最低；EM231热电阻模块可以通过DIP开关来选择热电阻的类型、接线方式、测量单位和开路故障的方向。
4）通讯扩展模块EM277 PROFIBUS-DP模块是常用的通讯扩展模块，通过EM277 PROFIBUS-DP扩展模块可将S7-200CPU 连接到PROFIBUS-DP 网络；CP243-2通讯处理器是AS-i主站连接部件，专门用于S7-200(CPU 22×)，最多可连接31个AS-i从站，连接的同时显著增加了S7-200可利用的I/O点数。
3．相关设备S7-200系列PLC提供了文本显示器TD-200和TD-200C，它们可以显示两行，每行20个字符，每两个字符的位置可以显示1个汉字，通过它们可以查看、监控和改变应用程序的过程变量。
现场总线考试答案
…………装订线………………装订线内不要答题，不要填写信息………………装订线…………武汉理工大学考试试题答案（A、B卷）2010 ~2011 学年1 学期现场总线课程一、名词解释每题一分1、FCS答：现场总线控制系统。
2、DCS答：分布式控制系统。
3、CAN答：控制器局域网。
4、LonWorks答：局部操作网络。
5、全双工通信答：能同时进行双向通信。
6、点对点网络（本题0.5分）答：由一对对机器之间的多条连接构成的网络。
二、填空题（共34分，每空1分）1、CAN总线中，就错误界定而言，一个单元可能处于下列3种状态之一：错误激活、错误认可和总线脱离；为了界定故障，在每个单元中都设有两种计数：发送错误计数和接收错误计数。
2、CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示和控制：数据帧、远程帧、错误帧、超载帧。
3、LonTalk协议最大的特点是对OSI的七层协议的支持，是直接面向对象的网络协议，这是以往的现场总线所不支持的。
具体实现就采用网络变量这一形式。
4、标准格式的CAN数据帧最短为44位，不计填充位最长为108位，总线长度最长可达_10_km，通信位速率最高可达1M bps，报文标识符可达2032个，采用非破坏性逐位仲裁机制来解决总线访问冲突。
5、现场总线的发展经历了一个发展过程，由60年代的电动单元、发展到DCS，90年代初出现FCS。
6、PROFIBUS现场总线的优点是开放、低价、可靠、高效。
7、LonWorks技术包括以下几个组成部分：LonWorks节点和路由、LonTalk协议、LonWorks 收发器、LonWorks网络和节点开发工具8、ISO OSI开放系统互联参考模型分为7层，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
三、单选题（共5分，每题2分）答案：A D D B B四、判断题（10分，每小题1分）答案：错误错误错误错误错误正确正确正确正确错误五、请根据CAN2.0A规范，推导其数据帧在考虑位填充情况下的最大位数计算公式。
现场总线习题及答案
习题及答案第1章1.1简述自动控制系统发展的5个阶段。
答：(1)基地式气动仪表控制阶段PCS（Pneumatic Control System）(2)表控制系统ASC（Analogous Control System ）(3)数字控制系统CCS（Computer Control System ）(4)控制系统DCS（Distributed Control System ）(5总线控制系统FCS（Fieldbus Control System ）1.2什么是现场总线控制技术？答：IEC/SC65C定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字、串行和多点通信的数据总线，称为现场总线。
1.3现场总线控制技术的国际标准有哪些？答：1） IEC61158国际标准共有10种类型：(1) Type1 TS61158 现场总线。
(2) Type2 ControlNet 和Ethernet/IP 现场总线。
(3) Type3 Profibus现场总线。
(4) Type4 P-NET现场总线。
(5) Type5 FF HSE现场总线。
(6) Type6 Swift-Net 现场总线。
(7) Type7 WorldFIP现场总线。
(8) Type8 INTERBUS现场总线。
(9) Type9 FF H1现场总线。
(10) Type10 PROFInet现场总线，2）IEC TC17B有3种国际标准：(1) SDS（Smart Distributed）(2) ASI(Actuator Sensor Interface)(3) Device Net3）ISO-OSI11898有1种国际标准：CAN(Control Area Network)1.4典型的现场总线控制技术有哪些？答：（1）PROFIBUS现场总线控制技术。
（2）基金会现场总线控制技术（FF）。
（3）LonWorks现场总线控制技术。
FF现场总线习题答案
1.FF总线的低速总线与高速总线的通信速率分别为多少？答:FF总线的低速总线H1的通信速率为31.25Kb/s,高速总线HSE的通信速率为10M、100Mb/s。
2.本质安全的定义？答:本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。
具体包括失误—安全（误操作不会导致事故发生或自动阻止误操作）、故障—安全功能（设备、工艺发生故障时还能暂时正常工作或自动转变安全状态）。
3.FF适合哪种应用场合？答:基金会现场总线FF是为适用自动化系统，特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的，适合在流程工业的生产现场工作，能适应本质安全防爆的要求，还可通过通信总线为现场设备提供工作电源。
4.画出H1协议数据构成与层次关系的简单示意图答：H15.FF存在哪几种通信关系？分别针对哪种应用？6.H1总线的终端器的组成？答:终端器，又称终端电阻，设置在网段的两端，用以消除高频信号在电缆末端可能产生的回声。
终端器由一个100欧的电阻和一个1μF的电容串联组成。
终端器不应该集成在主机或现场仪表中。
终端器可作为独立的设备，也可以和其他辅助设备合成在一体。
如主机一侧的终端器可集成在配电系统中；现场一侧的终端器可集成在接线盒中。
7.描述H1总线的供电方式，画出其线路电压波形图。
答：H1为现场设备提供两种供电方式，总线供电与非总线单独供电。
总线供电设备直接从总线上获取工作能源；非总线单独供电方式的现场设备，其工作电源直接来自外部电源，而不是取自总线。
在总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要支持由总线为现场设备供电。
按31.25Kb/s的技术规范，携带协议信息的数字信号以31.25KHz的频率，峰峰电压为0.75V至1V的幅值加载到9至32V的直流供电电压上，其电压曲线如图所示：8.H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是多少？分支长度上限为多少？拓扑结构有哪几种？答：H1现场总线采用屏蔽双绞线的最大传输长度是1900m。
现场总线习题答案
现场总线习题答案作者：张磊第一章现场总线技术概述1.自动控制系统的发展经历了哪几个阶段大致经历了四个发展阶段，具体如下：20世纪50年代以前是模拟仪表控制系统；直接数字控制系统；70年代中期出现集散控制系统；90年代后期现场总线控制系统。
控制系统的结构包括哪几部分包括三部分：分散过程控制装置部分，操作管理装置部分，通信系统部分3.现场总线的基本定义现场总线(Fieldbus)：是用于过程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场设备（例如，变送器、执行器、控制器)与高层设备(例如主机、网关、人机接口设备)之间互联的，全数字、串行、双向的通信系统。
5. 现场总线控制系统的技术特点。
1.开放性；2.全数字化；3.双向通信；4.互可操作性与互用性；5.现场设备的智能化与功能自治性6.系统结构的高度分散性7.对现场环境的适应性6. FCS相对于DCS具有哪些优越性1．FCS实现全数字化通信2．FCS实现彻底的全分散式控制3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作4．FCS增强系统的可靠性、可维护性5．FCS降低系统工程成本7. 分析现场总线的现状，展望其发展前景。
第二章数据通信基础与网络互联1.何谓现场总线的主设备、从设备可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”，又称命令者。
不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备(bus slaver)，也称基本设备。
2.总线操作过程的内容是什么总线上命令者与响应者之间的连结→数据传送→脱开，这一操作序列称为一次总线“交易”(transaction)，或者叫做一次总线操作。
3.寻址方式有几种物理寻址逻辑寻址广播寻址4.通信系统由哪几部分组成各自具有什么功能通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和。
它一般由信息源和信息接收者，发送、接收设备，传输媒介几部分组成。
信息源和接收者是信息的产生者和使用者发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号经过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。
PLC应用技术第2版习题答案作者郭琼第五章
第5章常用的程序设计方法一、经验设计法在三菱FX2N PLC中的应用用经验设计法设计PLC程序时大致可以按下面几步来进行：第一，分析控制要求、选择控制方式；第二，合理选择和安排元器件，确定输入输出点数；第三，根据已有经验，设计并选择最优的控制程序；第四，对照控制要求，不断检查、修改和完善程序。
1．电动机正反转控制的实现1）系统的控制要求（1）按动正转起动按钮（黄按钮）时：①若此前电机为停止状态，则电机正转起动，并保持正转运行；②若此前电机为反转运行，则将电机切换到正转状态，并保持电机正转；③若此前电机已经是正转，则转动状态不变。
电机正转状态一直保持到有蓝按钮或红按钮按下为止。
（2）按动反转起动按钮（蓝按钮）时：①若此前电机停止，则电机反转起动，并保持反转运行；②若此前电机正转，则将电机切换到反转状态，并保持电机反转；③若此前电机的状态已经是反转，则电机的转动状态不变。
电机反转状态一直保持到有黄按钮或红按钮按下为止。
（3）按下停止按钮（红按钮）时：电机停止运行，系统停止工作。
2）电气主电路的实现图1 PLC控制电动机正反转电气主电路图3）PLC的选型和I/O点的分配图2 PLC控制电动机正反转I/O外部接线图由于KM1和KM2在切换得电过程中存在电感的延时作用，可能会出现一个接触器还未断弧，另外一个却已合上的现象，从而造成瞬间短路故障；或者由于某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而粘结，其线圈断电后主触点仍然是接通的，这时如果另一接触器的线圈通电，仍然会造成三相电源短路事故。
为了防止短路故障的出现，在PLC外部设置了KM1 和KM2的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路。
4）程序的实现由于经验设计法没有固定的方法和普遍的规律可以遵循，所以设计程序时，应先从简单的典型控制电路入手，逐步添加并实现各项控制功能，设计和完善过程如下: 电机初步正转控制电路→电机初步正反转控制电路→电机正反转的互锁电路→电机正反转的切换电路→电机正反转控制的实现。
现场总线习题1
1、差分码不可能是归零码。
答：（对）2、双绞线各个线对螺旋排列的主要目的是为了增加抗拉强度。
（错）3、令牌访问原理可用于环形网络，构成令牌环形网；也可用于总线网，构成令牌总线网络。
（对）4、CAN总线数据帧中参与CRC计算的是仲裁场、控制场、数据场，不包括填充位。
答：（错）5、根据CAN总线2.0B技术规范规定，在同一个CAN总线网络系统中，不允许标准帧与扩展帧同时使用。
答：（错）6、在CAN总线中，ID.0是首先发送到总线上的报文标识符。
（错）7、DeviceNet现场总线以CAN总线为底层基础，但只使用其数据帧。
答：（错）8、在DeviceNet现场总线中，一个DeviceNet对象有且仅有一个实例，其ID 为01。
答：（对）9、在DeviceNet现场总线中，链接生产者和链接消费者属于连接类。
答：（错）10、在ControlNet现场总线中，MAC由7部分组成。
答：（错）1、CSMA的1-坚持退避算法缺点是介质的利用率较低。
答：（错误）2、CAN总线数据帧中参与CRC计算的有帧起始、仲裁场、控制场、数据场，包括填充位。
答：（错误）3、CAN总线错误帧中的错误标志叠加区的长度为：6+8=14位。
答：（错误）4、CAN总线的所有帧都要以帧间空间与总线上前面所传的帧分隔开。
答：（错误）5、在CAN总线中，为了不违反位填充规则，标识符的高7位不能全是隐性位。
答：（错误）6、在CAN总线中，位时间由同步段、传播段、相位缓冲段1和相位缓冲段2组成。
答：（正确）7、在DeviceNet现场总线中，一个I/O报文中数据的含义被相应的连接ID隐含。
答：（正确）8、在DeviceNet现场总线中，一个DeviceNet对象有且仅有一个实例，其ID为01。
答：（正确）9、在DeviceNet现场总线中，链接生产者和链接消费者属于连接类。
答：（错误）10、与DeviceNet现场总线一样，ControlNet现场总线的MAC帧也是由7个位场组成的。
现场总线复习大纲答案
1.什么是现场总线？现场总线的定义(四种)（1）用于现场仪表与控制主机系统之间一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统；（2）广义上是控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双向数字通信的串行总线系统；（3）基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS；（4）一种数字化的串行双向通信系统。
2.与DCS系统相比，FCS有哪些特点？有哪些优越性？FCS的特点：（1）系统的开放性（2）互可操作性与互用性（3）现场设备的智能化与功能自治性（4）系统结构的高度分散性（5）对现场环境的适应性FCS的优越性：（1）FCS实现全数字化通信（2）FCS实现彻底的全分散式控制（3）FCS实现不同厂商产品互联、互操作（4）FCS增强系统的可靠性、可维护性（5）FCS降低系统工程成本3.什么样的现场设备可以作为现场控制网络节点？举出几个例子。
具有计算与通信能力的测量控制设备可以作为现场控制网络节点。
例如（1）限位开关、感应开关等各类开关; （2）条形码阅读器; （3）光电传感器; 温度、压力、流量、物位等各种传感器、变送器; （4）可编程逻辑控制器 PLC; PID 等数字控制器; （5）各种数据采集装置; （6）作为监视操作设备的监控计算机、工作站及其外设; 各种调节阀; （7）电动机控制设备; （8）变频器; 机器人; （9）作为现场控制网络连接设备的中继器、网桥、网关等4.现场控制网络完成哪些通信任务？（1）将现场运行的各种信息(现场设备的运行参数、状态以及故障信息等)传送到远离现场的控制室；（2）又将各种控制、维护、组态命令等送往位于现场的测量控制现场设备中；（3）现场级控制设备之间数据联系与沟通；（4）还要在与操作终端、上层管理网络的数据连接和信息共享中发挥作用。
5. 现场控制网络与普通计算机网络有哪些不同？其特点是什么？不同：现场总线控制网络的设备类型、传输信息的种类、网络所执行的任务、网络所处的工作环境等都与普通计算机网络不同。
最新集散控制系统与现场总线试题和答案总结
一、填空题（20分，每空1分）1、离散的PID的两种基本算法形式是_______________和___________。
2、世界上第一台DCS系统是美国HONEYWELL公司推出的，型号为TDC2000。
3、数据通信中的三种传输介质是双绞线，同轴电缆和光缆。
4、HS2000系统有三层网络组成，它们是管理协调网络、系统网络和控制网络。
5、DCS发展是以4C技术为基础，4C指计算机技术(computer)，通信技术(communication)，图形显示技术(CRT) 和控制技术(control)。
7、常用的通信网络协议有：开放系统互连参考模型OSI、IEEE802标准局域网标准、MAP制造业自动化通信协议、PROWAY过程数据高速公路。
8、HS2000 系统是我国信息产业部六部所设计研发的的产品，它的两个主要优点是________低和汉字化。
9、DCS中对通信网络的存取控制技术包括：轮询(Poll)，令牌传送和带有碰撞检测的载波监听多重访问(CSMA/CD）。
10、影响信道极限传输能力的三个因素是频带宽度，信道比和信号调制方式。
11、通信的目的是传输信息，而常见的四种信息是模拟数据的模拟信号传送、模拟数据的数字信号传送、数字数据的模拟信号传送和数字数据的数字信号传送。
12、在PID连续算法的离散过程中，对微分采用向后差分法，对积分采用矩形法进行近似计算。
13、计算机网络的定义是将地理位置不同，而且具有独立功能的多个计算机系统，经通信设备和线路连接，由功能完善的网络软件实现网络资源共享。
二、简答题（25分，每题5分）1 、解释名词： SCC， DDC， DCS， FCS， DCS ， RAM ， ROM答：SCC：Supervisory Computer Control 计算机监督控制DDC：Direct Digital Control 直接数字控制DCS：Distributed Control System 集散控制系统CIMS：Computer Integrated Manufactured System 计算机集成制造系统FCS：Fieldbus Control System 现场总线控制系统CIPS：Computer Integrated Process System 计算机集成过程系统2、 TDC3000系统的三种通讯网络分别是什么？答：TDC3000系统从结构上看主要由三种通信网络组成，它们是局域控制网络LCN、通用控制网络UCN、高速数据公路HW，其特点是每种网络上都挂有不同功能的模件，实现控制系统的分散控制、集中管理。
现场总线习题答案
现场总线习题答案张磊第一章现场总线技术概述1.自动操纵系统的进展经历了哪几个时期？大致经历了四个进展时期，具体如下：20世纪50年代以前是模拟仪表操纵系统；直接数字操纵系统；70年代中期显现集散操纵系统；90年代后期现场总线操纵系统。
操纵系统的结构包括哪几部份？包括三部份：分散进程操纵装置部份，操作治理装置部份，通信系统部份3.现场总线的大体概念？现场总线(Fieldbus)：是用于进程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场设备（例如，变送器、执行器、操纵器)与高层设备(例如主机、网关、人机接口设备)之间互联的，全数字、串行、双向的通信系统。
5. 现场总线操纵系统的技术特点。
1.开放性；2.全数字化；3.双向通信；4.互可操作性与互用性；5.现场设备的智能化与功能自治性6.系统结构的高度分散性7.对现场环境的适应性6. FCS相关于DCS具有哪些优越性？1．FCS实现全数字化通信 2．FCS实现完全的全分散式操纵 3．FCS实现不同厂商产品互联、互操作 4．FCS增强系统的靠得住性、可保护性 5．FCS降低系统工程本钱7. 分析现场总线的现状，展望其进展前景。
第二章数据通信基础与网络互联1.何谓现场总线的主设备、从设备？可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”，又称命令者。
不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备(bus slaver)，也称大体设备。
2.总线操作进程的内容是什么？总线上命令者与响应者之间的连结→数据传送→脱开，这一操作序列称为一次总线“交易”(transaction)，或叫做一次总线操作。
3.寻址方式有几种？物理寻址逻辑寻址广播寻址4.通信系统由哪几部份组成?各自具有什么功能?通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和。
它一样由信息源和信息接收者，发送、接收设备，传输媒介几部份组成。
信息源和接收者是信息的产生者和利用者发送设备的大体功能是将信息源和传输媒介匹配起来，即将信息源产生的消息信号通过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输媒介。
现场总线郭琼习题答案
《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》安徽机电职业技术学院电气工程系作者：卡尔二毛第一章：1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）4.集散控制系统（DCS）5.现场总线控制系统（FCS）2.阐述DDC控制系统的结构及工作过程？答：结构由：计算机控制系统和生产过程的输入、输出设备组成。
工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求性能指标。
3.计算机在DDC控制系统中起什么作用？答：完成对生产过程的自动控制、运行参数监视等。
4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？答：输入通道作用：用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。
输出通道作用：用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。
5.计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：用户软件和系统软件。
用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。
6.什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？答：集散控制系统：由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。
核心思想：集中管理、分散控制。
7.简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用？答：层次结构：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；分散过程控制级作用：完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。
集中操作监控级作用：了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。
综合信息管理级作用：监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。
8.生产过程包括哪些装置？答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。
现场总线习题答案1
1.集散控制系统的核心思想是集中管理、分散管理。
2.比特率是一种数字信号的传输速率，表示单位时间内传送的二进制代码的有效位数。
3.在网络控制方法中，常用的介质访问控制方法有总线方式的CSMACD方法、环形结构的令牌环方法、令牌总线方法。
4.Profibus现场总线根据应用特点和用户不同的需要可分为Profibus–FMS、Profibus–DP、Profibus–PA三个家族成员。
5.集线器是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。
6.Profibu s网络的硬件又主站、从站、网络部件、网络工具等组成。
7.经过扩展的诊断功能是对故障进行快速定位，诊断信息分为站诊断信息、模块诊断信息和通道诊断信息等3级。
–link采用主从通信方法，可由1个总站和64个从站组成，为防止主站出现故障而导致整个系统瘫痪，系统可设置备用主站。
9.串行通信可分为同步传输和异步传输两种传输方式。
10.波特率是一种数字信号的调制速率，指数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波的调制状态的改变次数来表示。
11.在数据通信系统中通常采用数据交换方式有线路交换、报文交换和分组交换。
12.交换机一种基于MAC地址识别，采完成封装转发数据包功能的网络设备，又称多端口。
13.现场总线控制系统的核心思想是功能分散、危险分散、信息集中。
14.Profibus的总站有4种工作方式，分别为离线模式、停止模式、消除模式、操作运行模式。
15.根据现场设备控制系统中起的作用不同，现场设备可为1类主站、2类主站和从站3种类型。
16.信息帧主要包括设备地址、功能代码、数据段错误检测域。
二、判断题1、多模光纤性能优于单模光纤。
×2、光纤不受外界电磁干扰与噪声影响。
√3、令牌访问原理可用于环形网络，不可用于总线网，构成令牌总线网络。
×4、如果需要检测5个错误，则海明距离知识应为6. √5、在网络互连时，网桥可以实现相异网络在网络层的互连。
集散控制系统与现场总线试题习题及答案全解
集散控制系统与现场总线试题习题及答案全解本答案仅供参考。
第1章绪论1.1 什么是过程计算机控制系统？它由哪⼏部分组成？通过具体⽰例说明。
答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执⾏装置构成，以实现⽣产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和⽣产⼯艺过程。
例如温度控制系统。
1.2 计算机控制⼯业⽣产过程有哪些种类型？答：计算机控制⼯业⽣产过程⼀般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。
1.3 计算机控制系统的硬件⼀般有哪⼏⼤主要组成部分？各部分是怎样互相联系的？其中过程通道有⼏种基本类型？它们在系统中起什么作⽤？答：计算机控制系统的硬件⼀般包括：主机、外部设备、过程输⼊输出设备。
两个过程通道，⼀个是输⼊通道，另⼀个为输出过程通道。
输⼊过程通道包括：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输⼊；DI通道-----直接输⼊开关量信号或数字量信号。
输出过程通道包括：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出；DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。
1.4 直接数字控制系统的硬件由哪⼏部分组成？答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）、过程输⼊输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。
如下图所⽰。
1.5 数字PID 控制算法有⼏种形式？各有什么特点？答：数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。
PID 位置式根据偏差计算阀门的位置，PID 增量式根据偏差计算阀门的变化；PID 速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。
1.6 试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。
答：模拟PI 控制算法为])(1)([)(0?+=tI p dt t e T t e k t u 其中，p k ----⽐例增益I T ----积分时间常数在采样周期相当短暂时，⽤矩形法近似代替积分项∑?=≈ki t i Te dt t e 00)()(，其中T 为采样周期，k 为采样序号。
现场总线习题2.doc
简答题。
1.试述基于IS011898的CAN分层结构。
CAN协议结构分为两层：数据链路层和物理层。
数据链路层乂划分为逻辑链路控制子层LLC和介质访问控制子层MAC；物理层可分为物理信号子层PLS,物理介质连接PMA,介质相关接口DMDL逻辑链路控制了层LLC （验收滤波，过载通知，恢复管理）介质访问控制子层MAC （传送规则：即控制帧结构，执行仲裁，错误检测，出错标定和故障鉴定）物理信号子层PLS （实现密码'解码，定时，同步等功能）物理介质连接PMA （实现总线发送'接收的功能电路并提供总线故障检测方法）介质相关接口DMDI （实现物理介质与媒体访问单元之间的机械和电气接曰）2.试述CAN总线的同步机制及规则。
同步机制：CAN总线的位同步只有在节点检测到隐性位1到显性位0的跳变时■才会产生，当跳变沿不位于位周期的同步段之内时将会产生相位误差，该相位误差就是跳变沿与同步段结束位置之间的距离。
如果跳变沿发生在同步段之后采样点之前，则为正的相位误差；如果跳变沿位于同步段之前采样点之后，则为负的相位误差, 相位误差源于节点的振荡器漂移，网帑节点之间的传播延迟及噪声干扰等。
CAN协议规定了两种类型的同步：硬同步和重同步。
同步规则：①在一个位时间内仅允许一种同步；②只要先前采样点检测到的数值不同于边沿后即现的总线数值，边沿即用于同步；③总线空闲期间，当存在隐性至显性的跳变沿时即完成硬同步；④所有满足规则①②的其他隐性至显性的跳变沿用于重同步；例外情况是，若只有隐性至显性沿用于重同步，则由于具有正相位误差的隐性至显性沿的结构，发送器将不完成重同步。
3 .试述SJA1000验收滤波器的工作原理。
验收滤波器包括验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器。
其功能是验收ID号，以决定是否将该帧数据存放在主接收FIFO RAM中。
信息的标识符和验收滤波器中预设值一直时，才会被SJA1000接收，验收代码寄存器定义所要接收信息标识符的值。
总线答案全部
第一章1.现场总线的概念现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。
2.现场总线系统体系结构最底层是Infranet 控制网，各控制器节点下放分散到现场，构成一种彻底的分布式控制系统体系结构。
3.现场总线控制系统的发展趋势(1)现场总线的国际标准还会增加；(2)实时工业以太网还要发展；(3)现场总线的通信安全问题将成为研究热点；(4)无线通信正在展露头角；(5)现场总线控制系统是全面数字化、网络化的控制系统；(6)现场总线控制系统的网络结构向简单化的方向发展；(7)现场总线控制系统大量采用成熟、开放、通用的技术。
4.现场总线控制系统的技术特点(1)系统的开放性；(2)可互操作性和互用性；(3)系统结构高度分散，设备必须是微机化的智能设备；(4)良好的现场环境的适应性；(5)连接在总线上的个节点智能化设备具有相同体系结构和相同的对等层协议。
5.现场总线与局域网的区别功能方面：现场总线传输速率低，但实时性高；局域网传输速率高，但不要求实时性。
实现方式：现场总线实现成本低；局域网实现成本高。
第二章1.数据通信的基本概念(1)信息是指有用的知识，网络通信的目的就是为了交换信息。
数据是信息的表达方式。
信号是数据在传输过程中的电磁波表示形式。
(2)模拟信号是指信号的因变量随时间连续变化的信号。
数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号，通常表现为离线的脉冲形式。
(3)码元是时间轴上的一个信号编码单元。
(4)发送方将要发送的数据转换成信号通过物理信道传送到数据接收方的过程称为数据通信。
(5)在数据通信中，通常将数据的发送方称为信源，将数据的接收方称为信宿。
在信源与信宿之间建立的一条传送信号的物理通道，称为信道。
2.通信方式：理解串行、通信方式的含义，掌握串行通信的三种方式(1)串行通信：串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信通道。
(2)并行通信：并行通信方式必须在收发双方之间建立并行的多条通信通道。
现场总线课后答案考试要点
1、工业企业类型是如何划分的？按照加工处理模式，把工业划分为流程工业、制造业和混合型三种。
2、什么是工业网路？工业网络是由哪些主要部分组成的？工业网络是在一个企业范围内将信号检测数据传输、处理存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现企业内部资源共享，信息管理、过程控制、经营决策并能够访问企业外部资源和提供限制性外部访问，是的企业的生产管理和经营能够高效率的协调运作，从而实现企业集成管理和控制的一种网络环境。
按网络连接结构，将企业的网络系统划分为三层：底层、控制层、企业的内部网络外部的互联网；按网络的功能结构，将工业网络划分为3层：企业资源计划层、制造执行系统层、现场总线控制系统层。
3、现场总线在工业网络中处于什么位置？主要作用是什么？现场总线属于工业网络中控制网络的范畴，在工业网络的功能层次结构中处于底层的位置，所以它是构成整个工业网络的基础。
主要作用：进行过程数据采集，进行直接的数据控制，进行设备和系统的监测和诊断，实施安全性和冗余方面的措施。
4、什么是NRZ 编码和曼彻斯特编码？它们各有什么特点？非归零码是相对于归零码来说的，如果逻辑1表示高电平，逻辑0表示低电平，则在整个码元时间内都维持有效电平的编码就是NRZ。
特点存在直流分量，能有效的利用信道的带宽。
曼彻斯特编码是工业中数据通信中最常用的一种基带信号编码，也叫相位编码。
具有内在的时钟信号，它的特点是在每一个码元中间都产生一个跳变，这个跳变沿既可以作为时钟也可以代表数字信号的取值。
不存在直流分量，需要双倍的传输带宽。
5、什么是异步传输和同步传输？异步传输和同步传输是串行通信中使用的两种同步方式。
异步传输以字符为单位发送数据，一次传送一个字符，每一个字符可以是5位或8位，在每个字符前要加上一个起始位，用来指明字符的开始，每个字符的后面还要加上一个终止码用来指明字符的结束。
同步传输是以数据块为单位进行传输的数据块的组成可以是字符块也可以是外块，同步传说效率比异步传输高。
总线答案全部
第一章1.现场总线的概念现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。
2.现场总线系统体系结构最底层是Infranet 控制网，各控制器节点下放分散到现场，构成一种彻底的分布式控制系统体系结构。
3.现场总线控制系统的发展趋势(1)现场总线的国际标准还会增加；(2)实时工业以太网还要发展；(3)现场总线的通信安全问题将成为研究热点；(4)无线通信正在展露头角；(5)现场总线控制系统是全面数字化、网络化的控制系统；(6)现场总线控制系统的网络结构向简单化的方向发展；(7)现场总线控制系统大量采用成熟、开放、通用的技术。
4.现场总线控制系统的技术特点(1)系统的开放性；(2)可互操作性和互用性；(3)系统结构高度分散，设备必须是微机化的智能设备；(4)良好的现场环境的适应性；(5)连接在总线上的个节点智能化设备具有相同体系结构和相同的对等层协议。
5.现场总线与局域网的区别功能方面：现场总线传输速率低，但实时性高；局域网传输速率高，但不要求实时性。
实现方式：现场总线实现成本低；局域网实现成本高。
第二章1.数据通信的基本概念(1)信息是指有用的知识，网络通信的目的就是为了交换信息。
数据是信息的表达方式。
信号是数据在传输过程中的电磁波表示形式。
(2)模拟信号是指信号的因变量随时间连续变化的信号。
数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号，通常表现为离线的脉冲形式。
(3)码元是时间轴上的一个信号编码单元。
(4)发送方将要发送的数据转换成信号通过物理信道传送到数据接收方的过程称为数据通信。
(5)在数据通信中，通常将数据的发送方称为信源，将数据的接收方称为信宿。
在信源与信宿之间建立的一条传送信号的物理通道，称为信道。
2.通信方式：理解串行、通信方式的含义，掌握串行通信的三种方式(1)串行通信：串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信通道。
(2)并行通信：并行通信方式必须在收发双方之间建立并行的多条通信通道。
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《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》机电职业技术学院电气工程系作者：卡尔二毛第一章：1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？答：共5代。
1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）4.集散控制系统（DCS）5.现场总线控制系统（FCS）2.阐述DDC控制系统的结构及工作过程？答：结构由：计算机控制系统和生产过程的输入、输出设备组成。
工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求性能指标。
3.计算机在DDC控制系统中起什么作用？答：完成对生产过程的自动控制、运行参数监视等。
4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？答：输入通道作用：用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。
输出通道作用：用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。
5.计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？答：用户软件和系统软件。
用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。
6.什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？答：集散控制系统：由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。
核心思想：集中管理、分散控制。
7.简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用？答：层次结构：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级；分散过程控制级作用：完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。
集中操作监控级作用：了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。
综合信息管理级作用：监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。
8.生产过程包括哪些装置？答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。
9.什么是现场总线？现场总线有哪些特点？答：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术。
特点：开放性、互操作性和互用性、现场设备的智能化和功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性。
10.现场总线的本质含义表现在哪些方面？答：现场设备的互连、现场通信网络、互操作性、分散功能块、总线供电、开放式互联网络11.比较集散控制系统（DCS）与现场总线控制系统(FCS)的优缺点？答：在信号类型上：DCS有模拟信号和数字信号两种，而FCS只有数字信号，在抗干扰方面较DCS好。
在状态监控上：DCS不能了解模拟仪表的工作状况，不能对其进行参数调整，且没有自诊断功能；FCS能实现远程监控、参数调节、自诊断等功能。
在开放性上：DCS大部分技术参数由制造厂自定，导致不同品牌的设备和仪表无法呼唤；FCS 通信协议公开，用户可自主进行设备选型、设备互换、系统配置等等。
12.常用现场总线有哪些？它们各有什么特点？答：FF Profibus LonWorks CC-Link Modbus特点：FF：采用ISO/OSI参考模型的简化模型。
只具备其中的3层，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层。
FF分低速H1和高速H2两种通信速率。
Profibus:采用了ISO/OSI模型中的3层，，即物理层、数据链路层和应用层，另外增设了用户层，由.Profibus-DP/Profibus-PA/Profibus-FMS这3各版本组成。
Profibus采取主站之间令牌传递方式和主、从站之间的主-从通信方式。
LonWorks：采用ISO/OSI模型的全部7层通信协议，并采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。
13.归纳现场总线技术的现状，并展望其发展趋势？答：此题略。
14.你认为现场总线对自动控制系统会产生怎样的影响？答：影响主要体现在以下几个方面：1.现场总线控制系统信号类型2.自动控制系统的体系结构3.自动控制系统的产品结构4.现场总线为实现企业综合自动化提供了基础5.现场总线技术打破了传统垄断。
15.谈谈你对现场总线的理解和看法。
答：暂且不谈论现场总线，谈论一下王喜的为人。
我感觉这个年轻人不错，祝他在以后的道路上更加给力！（瞎扯淡---哈哈）第二章：1.什么是总线？总线主设备和从设备各起什么作用？答：总线是多个系统功能部件之间传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规的连接与操作方式。
主设备：能够在总线上发起信息传输的设备，具备在总线上主动发起通信的能力；从设备：挂接在总线上、不能再总线上主动发起通信，只能对总线信息接收查询的设备。
2.总线上的控制信号有哪几种？各起什么作用？答：3种。
1.控制设备的动作与状态2.改变总线操作方式3.表明地址和数据的含义。
作用：1.完成诸如设备清零、初始化、启动和停止等所规定的操作；2.改变数据流的方向，选择数据字段和字节等；3.对于地址，可以用指定某一地址空间或表现出现了广播操作；对于数据，可以用于指定它能否转译成辅助地址或命令。
3.总线的寻址方式有哪些？各有什么特点？答：3种。
1物理寻址、2逻辑寻址、3广播寻址。
特点：1.用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备做为响应者。
2.用于指定存储区单元某一通用区，而不顾及这些存储器单元在设备中的物理分布。
3.用于选择多个响应者。
4.数据通信系统由哪些设备组成？各起什么作用？答：5部分。
1.信息源2.发送设备3.传输介质4.接收设备5.信息接受者作用：1.把各种消息转换成原始电信号；2.将信息源产生的消息信号变换成适合在传输介质中传输的信号，使信息源和传输介质匹配；3.传输信号的媒介4.完成发送设备的反变换，即对信息进行解调、译码和解码等。
5.将复原的原始信号转换成相应的消息。
5.试举例说明数据和信息的区别？答：数据时信息的载体，它是信息的表示形式，单独的数据并没有实际的含义，但如果把数据按一定规则、形式组织起来，就可以传达某种意义，这种具有某种意义的数据集合就是信息，即信息是对数据的解释。
举例：字符“你”、“一”、“好”、“个”、“人”、“是”6个字符数据，无规则并无实际意义，而按照一定规则排出“你是一个好人”则具有实际意义，这就是信息。
6.什么是数据传输率？它的单位是什么？答：单位时间传送的数据量。
单位有比特率S和波特率B7.试比较串行通信和并行通信的优缺点？答：串行通信缺点：传输速度较慢优点：传输线少、连线简单，特别适合多位数据的长距离通信；并行通信缺点：若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。
优点：传送数据速度很快，传输效率高，8.什么是异步传输？什么是同步传输？各用于什么场合？答：异步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方不保持同步，即时钟频率不同。
同步传输：串行通信的一种，在通信中发送方和接收方保持同步，即时钟频率相同。
异步传输主要应用于中、低速数据通信；同步传输主要应用于高速通信。
9.串行通信接口标准有哪些？试分别阐述其电气特性？答：1.RS-232C通信接口、2.RS-422A通信接口、3.RS-485通信接口。
电气特性：1.其中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系，电气接口采用单端驱动、单端接收电路，容易受到公共底线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。
2.由于RS-422A采用差动发送，差动接收的工作方式并使用+5V电源，因此通信速率、通信距离、抗共模干扰等方面较RS-232C接口有较大的提高。
3.RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+（2~6V）表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-（2~6V）表示。
10.工业通信网络有几种拓扑结构？答：星形、环形、总线型。
11.试分析总线型拓扑结构的优缺点？答：优点：连接布线简单，容易扩充，成本低廉，而且某个节点一旦失效也不会影响其他节点的通信，缺点：端用户发送数据时可能出现冲突。
12.常用网络控制方法有哪几种？答：令牌方式、争用方式、主从方式13.试阐述以令牌传递方式发送数据和接收数据的过程？答：此题略。
14.在CSMA/CD中，什么情况会发生信息冲突？如何解决？答如果两个以上的节点同时发送信息就会产生线路冲突即发生信息冲突。
解决：每个站在发送数据帧前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧，每个站必须有能力随时监测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。
15.通常使用的数据交换技术有几种？各有什么优缺点？答：3种。
1.线路交换方式2.报文交换方式3.分组交换方式特点：1.优点：数据传输迅速可靠，并能保持原有序列。
缺点：一旦通信双方占有通道后，即使不传送数据，其他用户也不能使用，造成资源浪费。
适用于时间要求高、且连续的批量数据传输。
2.优点：交换数据效率高，信道可以复用且需要时才分配信道，可以方便地把报文发送到多个目的节点。
缺点：延时长，不能满足实时交互式的通信要求，有时节点收到的报文太多，以致不得不丢弃或阻止某些报文，对中继器的存储容量要求较高。
3.优点：转发延时短，数据传输灵活。
缺点：目的节点要对分组进行重组，增加了系统的复杂性。
16.曼彻斯特波形的跳变有几次含义？答：这个跳变即做时钟信号，又作为数据信号。
含义为：从高到低的跳变表示“1”，从低到高的跳变表示“0”。
17.有一比特流，画出它的不归零码波形和曼彻斯特波形和差分曼彻斯特波形？答：18.什么是差错控制？列举几种基本的差错控制方式？答：差错控制是指在数据通信过程中发现或纠正差错，并把差错限制在尽可能小的、允许的围而采用的技术和方法。
如：奇偶校验码、二维奇偶监督码、恒比码、汉明码。
19.简要说明光缆传输信号的基本原理？答：将发送信号通过光电转换器变成光信号，利用光学原理的全反射，使光在光缆中传输到达目的地。
20.采用光缆传输数据有哪些优势？答：抗干扰性好、具有更宽的带宽和更高的传输速率、衰减少，无中继器时传输距离远。
21.试比较双绞电缆和同轴电缆的传输性能？答：双绞线可以传输模拟信号又可传输数字信号，同轴电缆50号的电缆用于数字传输，75号的电缆用于模拟传输。
双绞线与其他传输介质相比，在数据传输速度、传输距离受到一定限制，同轴电缆的数据传输速度、传输距离优于双绞线。
22.为什么引进ISO/OSI参考模型？它能解决什么问题？答：为了实现不同设备之间的互联与通信，试图使各种计算机在世界围互联为网络的标准框架。
故引进ISO/OSI参考模型。
解决：指导生产厂家和用户共同遵循的规，任何人均可免费使用，它是一个在制定标准时所使用的概念性框架，设计者可根据这一框架，设计出符合各自特点的网络。
23.对ISO/OSI参考模型划分层次的原则是什么？答：原则是：问题的层次和逻辑的叠套关系。